En science des couleurs, la longueur d’onde dominante (et la longueur d’onde complémentaire correspondante) sont des moyens de caractériser tout mélange de lumière en termes de lumière spectrale monochromatique qui évoque une perception identique (et opposée) de la teinte. Pour un mélange de lumière physique donné, les longueurs d’onde dominantes et complémentaires ne sont pas entièrement fixes, mais varient en fonction de la couleur précise de la lumière d’éclairage, appelée point blanc, en raison de la constance de la couleur de la vision.

Définitions
Sur l’espace de coordonnées de couleur CIE, une ligne droite tracée entre le point pour une couleur donnée et le point pour la couleur de l’illuminant peut être extrapolée de sorte qu’elle croise le périmètre de l’espace en deux points. Le point d’intersection plus proche de la couleur en question révèle la longueur d’onde dominante de la couleur en tant que longueur d’onde de la couleur spectrale pure à ce point d’intersection. Le point d’intersection du côté opposé de l’espace colorimétrique donne la longueur d’onde complémentaire qui, lorsqu’elle est ajoutée à la couleur en question dans la bonne proportion, donnera la couleur de l’illuminant (puisque le point éclairant se trouve nécessairement entre ces points sur une ligne droite dans l’espace CIE, selon la définition qui vient d’être donnée).

Dans les situations où aucun illuminant particulier n’est spécifié, il est courant de discuter de la longueur d’onde dominante par rapport à l’un de plusieurs illuminants standard « blancs », tels que l’énergie égale (spectre plat) ou une température de couleur telle que 6500K. Pour les besoins de cette discussion géométrique, une analogie peut être observée entre l’espace colorimétrique CIE 1931 en forme de fer à cheval et une tranche circulaire d’espace colorimétrique HSV, où le point blanc du spectre plat CIE à (1 / 3,1 / 3) est analogue à le point blanc HSV à (0,0). Cette comparaison clarifie la dérivation des idées de teinte et de couleur complémentaire communes dans les utilisations de l’espace HSV.

Explication
La perception psychologique de la couleur est généralement considérée comme une fonction du spectre de puissance des fréquences lumineuses qui affectent les photorécepteurs de la rétine. Dans le cas le plus simple de la lumière spectrale pure (également appelée monochromatique), le spectre de la lumière n’a de puissance que dans un pic de bande de fréquence étroite. Pour ces stimuli simples, il existe un continuum de couleurs perçues qui change lorsque la fréquence du pic de bande étroite est modifiée. C’est le spectre arc-en-ciel bien connu, qui va du rouge à une extrémité au bleu et au violet à l’autre (correspondant respectivement aux longueurs d’onde longues et courtes de la gamme visible du rayonnement électromagnétique).

Cependant, la lumière dans le monde naturel n’est presque jamais purement monochromatique; la plupart des sources de lumière naturelle et la lumière réfléchie par des objets naturels comprennent des spectres qui ont des profils complexes, avec une puissance variable sur de nombreuses fréquences différentes. Une perspective naïve pourrait être que, par conséquent, tous ces différents spectres complexes généreraient des perceptions de couleurs complètement différentes de celles évoquées dans l’arc-en-ciel de la lumière spectrale pure. On peut peut-être voir intuitivement que ce n’est pas correct: presque toutes les teintes du monde naturel (les pourpres étant l’exception, voir plus bas) sont représentées dans le spectre pur arc-en-ciel, bien qu’elles soient plus sombres ou moins saturées. Comment se fait-il que tous les spectres complexes du monde naturel puissent être condensés en teintes dans l’arc-en-ciel, ce qui ne représente que de simples spectres de pic de bande monochromatique? C’est le résultat de la conception de l’œil: les photorécepteurs trichromatiques de la rétine (les cônes) réduisent l’information dans le spectre lumineux jusqu’à trois coordonnées d’activité. Ainsi, de nombreux spectres de lumière physique différents convergent psychologiquement vers la même couleur perçue. En effet, pour toute perception de couleur unique, il y a tout un espace paramétrique dans le domaine puissance / fréquence qui correspond à cette couleur.

Pour de nombreuses distributions de puissance de la lumière naturelle, l’ensemble des spectres correspondant à la même perception des couleurs comprend également un stimulus qui est une bande étroite à une fréquence unique; c’est-à-dire une lumière spectrale pure (habituellement avec une certaine lumière blanche à spectre plat ajoutée pour désaturer). La longueur d’onde de cette lumière spectrale pure qui évoquera la même perception de couleur que le mélange de lumière complexe donné est la longueur d’onde dominante de ce mélange.

Notez que puisque les violets (mélanges de rouge et de bleu / violet) ne peuvent pas être des couleurs spectrales pures, aucun mélange de couleurs perçu comme violet dans la teinte ne peut être assigné à une longueur d’onde dominante appropriée. Cependant, les mélanges violets peuvent se voir attribuer une longueur d’onde complémentaire appropriée dans la plage verdâtre, du côté opposé du point blanc, et une « teinte dominante » comme une coordonnée non spectrale le long de la ligne des violets. Voir CIE pour la représentation standard de l’espace colorimétrique, où la bordure est composée d’une courbe en fer à cheval représentant les couleurs spectrales pures, avec une ligne droite complétant le périmètre le long du fond et représentant les mélanges d’extrême rouge et bleu / violet. violets. Le même argument s’applique aux couleurs complémentaires; Pour de nombreuses coordonnées dans la zone verte de l’espace colorimétrique CIE, il existe une longueur d’onde dominante correcte mais pas de longueur d’onde complémentaire appropriée, mais il existe une teinte pourpre complémentaire.